수도로부터 protein kinase유전자의 분리 및 특성 = Isolation and Characterization of Protein Kinase Gene from Rice
저자
최영주 (부산여자대학교 자연과학대학 식품영양학과)
발행기관
신라대학교 자연과학연구소(INSTITUTE OF NATURAL SCIENCE OF THE SILLA UNIVERSITY)
학술지명
권호사항
발행연도
1996
작성언어
Korean
KDC
404
자료형태
학술저널
수록면
57-72(16쪽)
제공처
소장기관
Protein kinase는 신호전달과정, 세포의 분화 및 유전자 발현조절에 중요한 역할을 한다. 수도의 cDNA library로부터 soybean protein kinase cDNA clone을 probe로 사용하여 RPK-1 cDNA clone을 분리하였다. RPK-1 유전자의 nucleotide sequence는 1452bp, open reading frame (ORF)은 1053bp, 분자량은 40kDa 으로 351개의 아미노산으로 구성되어 있다. RPK-1의 개시코돈은 118번 위치에 있으며, 종결코돈은 1161번 위치에 존재하였다.
수도의 RPK-1 유전자는 ASPK 및 SPK-4에 대하여 각각 54%, 67%의 유사성을 나타냈다. RPK-1 clone의 carboxy terminal 영역에 20개의 acidic 아미노산 잔기와 glutamate가 풍부한 domain이 존재하며, 한 개의 glycine, 두개의 valine 그리고 한 개의 tyrosine을 함유하고 있다. RPK-1 cDNA의 아미노산 sequence 분석에 의하면 효모에서 glucose를 저해하는 유전자의 전사를 조절하는 것으로 알려져 있는 SNF-1 protein kinase에 대해 39% 유사성을 보이고 있었다.
RPK-1 cDNA의 open reading frame은 protein serine/threonine kinase의 특징인 catalytic domain을 함유하고 있으며, 이러한 결과는 rice protein kinase가 protein serine/threonine kinase subfamily인 것으로 추정된다. RPK-1 cDNA clone의 glutamate가 풍부한 carboxyl기 말단은 ??-binding domain에 낮은 친화력을 가지고 있는 human parathymosin과 Arabidopsis protein kinase에 대해 높은 유사성을 나타내고 있다.
Genomic southern blot 분석에 의하여 RPK-1 유전자는 1개의 유전자로 존재함을 알 수 있었다. 또한, Northern blot 분석결과, RPK-1 유전자의 발현은 세포성장이 왕성한 뿌리에서 줄기보다 높게 발현되었으며, 이러한 결과는 세포 분화 및 성장에 RPK-1 유전자가 관련되어 있음을 나타내고 있다. Callus 현탁배양에서 RPK-1 유전자는 CaM-antagonist > Ca-block > ABA > SA > 2,4-D > glycol chitin 순으로 mRNA가 발현되었다. 이러한 결과는 RPK-1 유전자가 화학물질(외부신호)에 대해서 반응함을 나타내고 있으며, RPK-1유전자가 신호전달과 관계가 있음을 나타낸다. 특히 CaM-antagonist와 Ca-block에 대한 RPK-1의 발현 정도가 높은 것으로 보아 ??과 관련되어 있음을 나타내고 있다.
In eukaryotic cells, protein kinase associated with signal transduction systems has known to play a vital role in cellular regulation. A cDNA clone (RPK-1) for plant protein kinase was isolated from rice by screening cDNA library with a soybean protein kinase cDNA probe. Sequence analysis shows that the RPK-1 clone is 1452bp in size, 40 kDa in molecular mass and contains open reading frame that encode 351 amino acid polypeptide. Comparison of the deduced amino acid sequence of the RPK-1 cDNA clone has identity to ASPK(54% similarity) and SPK-4 (67% similarity), respectively. The coding region contains all the conserved motifs of protein kinase. The RPK-1 gene contains acidic domain at the carboxy terminal region and is similar to the calcium/calmodulin-dependent protein kinase subfamily.
Genomic Southern analysis showed that the RPK-1 gene consists of single copy gene. To investigate the expression patterns of the RPK-1 gene, Northern blot analysis was performed with total RNA prepared from rice seedling and callus suspension culture. The suspension culture was treated with chemicals such as 2,4-D (2㎍/㎖), salicylic acid (50μM), abscisic acid (50μM), Calcium-blocker (100μM), CaM-antagonist (200μM), glycol-chitin(0.1%) for 12 hrs. The expression of protein kinase mRNA was remarkably induced by Ca-blocker and CaM antagonist treatment.
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